Отличие трехфазного тока от однофазного, мощность переменного тока в трехфазной цепи

Трехфазный переменный ток

Большинство людей, за исключением электриков, имеют очень смутное представление о том, что такое так называемый «трехфазный» переменный ток, а когда речь идет о силе тока, напряжении и электрическом потенциале, а также мощности , часто путают.

Попробуем простым языком изложить основные понятия этого. Для этого обратимся к аналогиям. Начнем с самого простого — протекания постоянного тока в проводниках. Его можно сравнить с водным потоком в природе. Вода, как известно, всегда течет от более высокой точки поверхности к более низкой.

Всегда выбирает самый экономичный (кратчайший) путь. Аналогия с потоком полная. При этом количество воды, протекающей в единицу времени через определенный участок тока, будет равно току в электрической цепи.

Высота любой точки русла реки относительно исходной точки — уровня моря — будет соответствовать электрическому потенциалу любой точки цепи. А перепад высот двух точек в реке будет соответствовать напряжению между двумя точками в цепи.

Используя эту аналогию, можно легко представить себе законы протекания постоянного тока в цепи. Чем выше натяжение — перепад высот, тем больше расход, а следовательно, и количество воды, протекающей по реке в единицу времени.

Поток воды, так же как и электрический ток, испытывает сопротивление русла при своем движении — вода будет бурно течь по каменистому руслу, менять направление, немного нагреваться от этого (бурные потоки даже в сильный мороз не замерзают за счет нагрева от сопротивления канала).

В гладком русле или трубе вода будет течь быстро и в результате русло будет пропускать гораздо больше воды в единицу времени, чем извилистое и каменистое русло. Сопротивление потоку воды полностью аналогично электрическому сопротивлению в цепи.

Теперь представьте себе закрытую бутылку, в которую налито немного воды, если мы начнем вращать эту бутылку вокруг поперечной оси, то вода в ней будет попеременно течь от горлышка ко дну и наоборот. Это представление является аналогом переменного тока. Одна и та же вода течет туда-сюда, ну и что? Однако этот переменный поток воды способен совершать работу.

Устройство электрического щита

Прежде чем разводить фазную нагрузку в частном доме, позаботьтесь о правильном «наполнении» электрощита, на который поступает напряжение от опоры. В этой ситуации он должен иметь следующие единицы:

• Автоматический переключатель (автомат).
• Трехфазный счетчик тока.
• Автоматические выключатели или устройства защиты от замыканий на землю (устройства защитного отключения), к которым подходит каждая фаза (отдельно). Общая нейтраль подключается к нулевой шине.
• Защитный заземляющий провод подключается к общей шине заземления.

Важно! Представленный список приведен в порядке подключения кабеля от опоры к воздушной линии электропередач).

Особенности

Для снижения вероятности перегрузки фаз нагрузка распределяется равномерно по фазам. Несоблюдение этого условия, а также подгорание «нулевой» жилы или плохой ее контакт приведут к разнице напряжений на фазных жилах в большую или меньшую сторону.

Таким образом, переделанный однофазный источник питания (220 В) станет причиной неисправности подключенных к нему электропотребителей. Это произойдет из-за того, что на одни устройства будет поступать повышенное напряжение (240-270 В), а на другие пониженное (160-200 В).

Важно! При неравномерном распределении нагрузки по фазам, на счетчиках, не чувствительных к перекосам, будет повышенный расход электроэнергии.

Перекос фаз

На самом деле распределение нагрузки по фазам в частном доме, выполненное с перекосом фаз, не представляет серьезных проблем для оборудования. Зато периодическое отключение автоматического выключателя вам гарантировано.

Перед распределением нагрузки необходимо разобраться в устройстве трехполюсной машины. Рассмотрим ситуацию на примере автомата С 25. Он состоит из 3-х однофазных автоматов, каждый из которых выдерживает 25 А.

Таким образом, на каждую фазу поступает по 5 кВт мощности, из чего получается, что подключение кабины мощностью 15 кВт. В этом случае автоматы могут отключать ток одним выключателем (рычагом).

Если рассматривать вопрос, как распределить нагрузку между фазами в случайном (хаотичном) порядке, обратите внимание на следующий пример:

• Фаза № 1 связана с освещением салона.
• Фаза №2 подает электроэнергию в розетки на 1 этаже.
• Фаза 3 питает розетки на 2 этаже.

В результате произойдет следующее:

• На 2 этаже несколько спален и ванных комнат. Здесь нет мощных потребителей энергии. В результате очередь №3 не будет работать на полную мощность.
• Аналогичная ситуация будет и с фазой №1. Современное светодиодное освещение потребляет мало энергии.
• Последняя фаза №2 будет перегружена, в связи с тем, что на нее «навешены» основные, мощные потребители: стиральная машина, микроволновая печь, холодильник и другая техника, расположенная в помещениях первого этажа.

Важно! В результате одновременное включение нескольких элементов бытовой техники вызовет перегрузку машины, что приведет к ее отключению.

Расчёт энергопотребителей

Перед распределением нагрузки между фазами рекомендуется провести предварительный расчет потребителей. Это легко сделать, составив список потенциальных источников, которые будут «вешаться» на ту или иную фазу. Например, перечислите основные бытовые приборы и их мощность, как указано производителем:

• Варочная электрическая плита 6,5-7,5 кВт.
• Стиральная машина 1,5-1,8 кВт.
• Посудомоечная машина 1,5-1,8 кВт.
• Микроволновая печь 0,9-1,2 кВт.
• Духовка 2,0-2,6 кВт.
• Пылесос 1,9-2,2 кВт.
• Утюг 1,9-2,2 кВт.

Важно! При необходимости список может быть дополнен другими электроприборами, имеющимися на балансе.

Правила распределения

Как видно из вышеизложенного, ответ на вопрос, как распределить нагрузку между фазами в частном доме, заключается в равномерном разделении потребителей на все токоведущие жилы. Популярным способом является подключение отдельной группы розеток в помещении к отдельной фазной линии.

Кроме того, последующая группировка происходит таким образом, чтобы оптимизировать нагрузку на сеть. Освещение также подключается по аналогичному принципу, распределение нагрузки по фазам проводника должно быть равномерным.

На картинке выше показано правильное подключение 380 вольт, 3 фазы. Частный дом, схема электроснабжения которого представлена, «разводится» правильно, с учетом всех требований.

На следующем рисунке показано правильное подключение трехфазного распределительного щита на 380 вольт. Частный дом, схема технологического присоединения которого представлена ​​на фото, подключен правильно, что снижает вероятность отключения машин из-за перегрузки сети.

Откуда вообще появилось понятие переменный ток?

Да, с тех самых пор, как человечество узнало, что движение магнита вблизи проводника вызывает в проводнике электрический ток. Именно движение магнита вызывает ток, если магнит поместить рядом с проводом и не перемещать, он не вызовет никакого тока в проводе. Затем мы хотим получить (генерировать) ток в проводнике, чтобы использовать его в дальнейшем для любых целей.

Для этого сделаем катушку из медной проволоки и начнем двигать возле нее магнит. Перемещать магнит вокруг катушки можно как угодно — двигать его по прямой вперед-назад, но чтобы не двигать магнит руками, сделать такой механизм технически сложнее, чем просто начать вращать его вокруг спираль катушки, как вращение бутылки с водой из предыдущего примера.

Просто так мы получили — по техническим причинам — синусоидальный переменный ток, который сейчас используется повсеместно. Синусоида представляет собой развернутое во времени описание вращения.

Позже выяснилось, что законы протекания переменного тока в цепи иные, чем протекания постоянного тока. Например, для протекания постоянного тока сопротивление катушки — это просто омическое сопротивление проводов. А для переменного тока сопротивление витка проводов значительно возрастает из-за появления так называемого индуктивного сопротивления.

Постоянный ток не проходит через заряженный конденсатор; для него конденсатор является разомкнутой цепью. А переменный ток может свободно протекать через конденсатор с некоторым сопротивлением.

Кроме того, оказалось, что переменный ток можно преобразовать с помощью трансформаторов в переменный ток с другим напряжением или током.

Постоянный ток для такого преобразования не подходит, а если мы включим в сеть постоянного тока трансформатор (что делать совершенно невозможно), то он неизбежно сгорит, так как только омическое сопротивление провода будет сопротивляться прямому ток, который делается как можно меньшим, и большой ток будет протекать через первичную обмотку в режиме короткого замыкания.

Также обратите внимание, что электродвигатели могут быть рассчитаны на работу как на постоянном, так и на переменном токе. Но разница между ними вот в чем — двигатели постоянного тока более сложны в изготовлении, но позволяют плавно изменять скорость вращения с помощью обычного реостата, регулирующего ток.

А двигатели переменного тока намного проще и дешевле в производстве, но вращаются только с одной скоростью, определенной конструкцией. Поэтому и те, и другие широко используются на практике.

В зависимости от пункта назначения. Для целей управления и регулирования используются двигатели постоянного тока, а двигатели переменного тока используются в качестве силовых установок.

Далее конструкторская мысль изобретателя генератора двигалась примерно в следующем направлении — если для выработки тока удобнее всего использовать вращение магнита рядом с катушкой, то почему бы вместо этого не разместить несколько катушек вокруг вращающегося магнита одной генераторной катушки (столько мест вокруг)?

Это появится сразу, как будто несколько генераторов работают от вращающегося магнита. Также переменный ток в катушках будет отличаться по фазе — максимальный ток в последующих катушках будет несколько запаздывать по сравнению с предыдущими.

То есть синусоиды тока, если их изобразить графически, как бы сдвинуты между собой. Это важное свойство — фазовый сдвиг, о котором мы поговорим ниже.

Таким образом, американский изобретатель Никола Тесла изобрел сначала переменный ток, а затем трехфазную систему генерации электроэнергии с шестью проводами. Он расположил вокруг магнита три катушки на равных расстояниях под углами в 120 градусов, причем центр углов был принят за ось вращения магнита.

(Количество витков (фаз) на самом деле может быть любым, но для получения всех преимуществ, которые дает многофазная система генерации электроэнергии, достаточно минимум трех).
Кроме того, русский электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский, разработав изобретение Н. Теслы, впервые предложил трех- и четырехпроводную трехфазную систему передачи переменного тока.

Он предложил соединить один конец всех трех обмоток генератора в одну точку и передавать электричество только по четырем проводам. (Экономия на дорогих цветных металлах существенная).

Оказалось, что при симметричной нагрузке каждой фазы (равное сопротивление) ток в этом общем проводе равен нулю. Потому что при суммировании (алгебраически, с учетом знаков) сдвиговые токи совпадают по фазе на 120 градусов, они компенсируют друг друга. Этот общий провод называется — ноль.

Так как ток в нем возникает только при неравномерных нагрузках фаз и численно он невелик, значительно меньше фазных токов, то в качестве «нулевого» провода можно было использовать провод с меньшим сечением, чем для фазных проводов.

По той же причине (сдвиг фаз на 120 градусов) трехфазные трансформаторы оказались гораздо менее материалоемкими, так как в магнитопроводе трансформатора происходит взаимное поглощение магнитных потоков, и его можно сделать с меньшим поперечным сечением.

Сегодня трехфазная система электроснабжения осуществляется четырьмя проводами, три из них называются фазными и обозначаются латинскими буквами: у генератора — А, В и С, у потребителя — L1, L2 и L3. Нулевой провод обозначен — 0.

Напряжение между нулевым проводом и любым из фазных проводов называется фазным и составляет в потребительских сетях 220 вольт.

Между фазными проводами тоже есть напряжение, и оно намного выше фазного напряжения. Это напряжение называется линейным и составляет в цепях потребителей 380 вольт. Почему фазы больше? Да, все это за счет фазового сдвига на 120 градусов.

Следовательно, если на одном проводе, например, в данный момент времени потенциал плюс 200 вольт, то потенциал на другом фазном проводе будет одновременно минус 180 вольт. Напряжение — это разность потенциалов, то есть будет +200 — (-180) = +380 В.

Возникает вопрос, если ток по нулевому проводу не течет, то можно ли его убрать полностью. Может. И мы получим трехпроводную систему питания. При подключении потребителей по так называемому «треугольнику» — между фазными проводами.

Однако следует учесть, что при неравномерной нагрузке по сторонам «треугольника» на генератор будут воздействовать разрушающие его нагрузки, поэтому данная система может быть использована при большом количестве потребителей при выравнивании неравномерной нагрузки.

Таким способом осуществляется передача электроэнергии от крупных электростанций при высоких фазных и линейных напряжениях (сотни тысяч вольт). Почему применяется такое высокое напряжение? Ответ прост — уменьшить потери в теплотрассах.

Поскольку нагрев проводов (потеря энергии) пропорционален квадрату протекающего тока, желательно, чтобы протекающий ток был минимальным. Ну а для передачи нужной мощности при минимальном токе нужно повышать напряжение. ЛЭП (ЛЭП) обозначаются так, например ЛЭП — 500 — это ЛЭП напряжением 500 киловольт.

Кстати, потери в проводах ЛЭП можно еще уменьшить, используя высоковольтную передачу постоянного тока (перестает работать емкостная составляющая потерь, действующих между проводами), даже такие эксперименты проводились, но такая система широкого распространения пока не получил, по-видимому, из-за большей экономии на проводке при трехфазной системе генерации.

Трехфазная система переменного тока

Сети трехфазной системы предназначены для питания от трансформаторных подстанций, подающих напряжение по четырем проводам: три фазы и ноль. Это один из частных случаев многофазных цепей, в которых действуют электромагнитные поля синусоидальной формы и одинаковой частоты. Они производятся одним и тем же источником, но имеют фазовый угол 120 градусов (2π/3).

Другой инженер-электрик М. О. Доливо-Добровольский при изучении работы асинхронных двигателей представил четырехпроводную систему как рабочую систему привода машин и агрегатов этого типа. Каждый провод, образующий отдельную цепь в этой системе, называется «фазой». Структура трех сдвинутых по фазе переменных токов называется трехфазным током.

Важно! В такой конструкции фазное напряжение составляет 220 В – это покажет прибор при измерении между фазным и нулевым проводниками. Напряжение сети будет 380 В при измерении между двумя фазными проводами.

Что такое трехфазный ток

Группа электробезопасности

Это система, объединяющая три электрические цепи с токами, отличающимися по фазе на 1/3 периода. При этом их собственные ЭДС совпадают по частоте и амплитуде и имеют одинаковый фазовый сдвиг. Для такой конструкции фазное и линейное напряжения соответственно 220 В и 380 В. Частота периодических колебаний 50 герц (Гц).

Если подключить к осциллографу текущие синусоидальные сигналы от трехфазной сети, то можно увидеть, что они проходят свои максимальные точки в регулярной последовательности фаз.

Общая формула переменного тока:

P = I*U*cosϕ,

куда:

• P – мощность, (Вт);
• I — ток, (А);
• U – напряжение, (В);
• cosϕ – коэффициент мощности.

Значение cosϕ должно стремиться к единице. Средний коэффициент мощности находится в пределах 0,7-0,8. Чем он выше, тем больше КПД установки.

В случае 3-х фазных сетей ток будет зависеть от схемы подключения источника и нагрузки.

Схема трехфазной цепи

Почему используют трехфазный ток

Прикрепите кабель к стене

Зная, что такое трехфазный ток, можно однозначно ответить на вопрос, для чего он используется.

Трехфазные системы переменного тока обладают рядом преимуществ, позволяющих им выделиться среди многофазных конструкций электротехнических сооружений. К преимуществам относятся следующие особенности:

• экономичная транспортировка энергии на большие расстояния без снижения параметров;
• 3-фазные трансформаторы и кабели имеют меньшую материалоемкость, в отличие от однофазных моделей;
• способность обеспечивать баланс энергосистемы;
• одновременное наличие в установках двух напряжений для работы: фазного (220 В) и линейного (380 В).

К вашему сведению. Подключение люминесцентных ламп к разным фазам и установка их в светильник значительно уменьшит стробоскопический эффект и заметное глазу мерцание.

Асинхронные двигатели являются неотъемлемой частью оборудования любого производственного предприятия. Для нормальной работы и выработки паспортного тока требуется 3-х фазное питание. Он позволяет сформировать вращающееся МП (магнитное поле), приводящее в движение ротор асинхронной машины.

Такие двигатели экономичнее, проще в изготовлении и проще в эксплуатации, чем однофазные или другие.

На электростанциях любого типа (ГЭС, АЭС, ТЭС), а также альтернативных производство электроэнергии переменного типа обеспечивается за счет использования генераторов.

Читайте также: Токовая защита нулевой последовательности: принцип действия и применение

Где используется напряжение в 220B, а где в 380B

В большинстве жилых объектов (квартир, домов, бытовок и дач) установлены и используются однофазные электрические сети, где напряжение стандартное 220В. Это обосновывается тем, что уровень потребления в обычном доме или квартире обычно не превышает 10 кВт.

Трехфазная электрическая сеть выполняется для установок, где плановая потребляемая мощность превышает 10 кВт, а также устанавливаются и используются электроустановки, требующие подачи трехфазного напряжения для обеспечения правильного функционирования.

Например, если для запуска трехфазного двигателя использовать только одну фазу с помощью конденсатора, то это значительно снизит КПД электроустановки и одновременно увеличит потребление электрической энергии.

С другой стороны, если уровень максимальной потребляемой мощности в частном домовладении не превышает 9 кВт, допустимо использовать на вводе двухжильный медный кабель сечением 6 мм и установить автомат на 40А.

В случае, когда предполагается максимальная нагрузка 15кВт, для провода одной фазы значение проходящего тока будет 70А. Поэтому обязательно будет прокладка медного провода сечением 10 мм и автоматический выключатель.

Однако стоимость такой сети намного дороже. Поэтому выходом из ситуации может быть установка обычной трехфазной сети и распределение полезной нагрузки поровну между фазами, т.е по 5 кВт каждая. Сегодня эти решения по электроснабжению используются в большинстве магазинов, предприятий и офисов.

По каким схемам потребители подключаются к трехфазным электросетям

Для подключения электродвигателей, нагревателей и другого трехфазного питания используется схема звезда или треугольник. Большинство установок снабжено перемычками, которые в зависимости от расположения обмоток образуют указанные выше цепи.

Плюсы подключения однофазной сети 220B

• Простая установка
• Доходность финансовых вложений,
• Безопасность при использовании напряжения.

Минусы использования однофазной сети 220B

• Ограничения по использованию мощности для конечных потребителей,
• Исключение возможности работы асинхронных двигателей, не оборудованных конденсаторами и преобразователями.

Плюсы подключения трехфазной сети 380B

• экономия финансовых средств в виде трехфазного энергопотребления,
• Возможность подключения и эксплуатации промышленного оборудования,
• Ограничение тока только сечением используемого кабеля,
• Переключение однофазных нагрузок на другую фазу в случае ухудшения или отключения электроэнергии.

Недостатки трехфазной сети 380B

• Дорогое оборудование,
• Напряжение, представляющее опасность для жизни человека,
• Наличие ограничений по максимальной мощности для однофазных нагрузок.

Как осуществляется работа генератора

Расход электроэнергии на бытовые приборы

Устройство работает путем преобразования энергии вращения в электрическую энергию. Электрическая машина с помощью вращения МП вырабатывает электрический ток. В момент, когда проволочная обмотка (катушка) крутится в магнитном поле, силовые линии магнитного поля проникают через витки обмотки.

Обратите внимание на следующее! В результате этого процесса электроны движутся к положительному полюсу магнита. В этом случае ток движется, наоборот, к отрицательному магнитному полюсу.

Неважно, что вращается под механическим воздействием, обмотка или магнитное поле, ток будет течь, пока идет вращение.

Генераторы, вырабатывающие трехфазное напряжение, могут иметь:

• неподвижные магниты и подвижный (вращающийся) якорь;
• неподвижный статор и вращающиеся магнитные полюса.

В устройствах с первой конструкцией возникает необходимость брать большой ток при высоком напряжении. Для этого нужно использовать щетки (контакты, которые скользят по контактным кольцам).

Вторая структура генератора проще и более востребована. Здесь ротор является подвижным элементом, он состоит из магнитных полюсов. Статор представляет собой неподвижную деталь, собранную из пакета изолированных друг от друга железных пластин и вставленной в пазы статорной обмотки.

Информация. У ротора корпус выполнен из цельного железа и имеет магнитные полюса в виде точек. Чаевые собираются из отдельных листов. Их форма выбрана с учетом того, что генерируемый ток близок к синусоидальной форме.

Полюсные сердечники имеют катушки возбуждения. Катушки питаются постоянным током. Подача осуществляется через графитовые щетки на контактные кольца, расположенные на валу.

На схемах трехфазный генератор изображен в виде трех обмоток, угол между которыми равен 1200.

Существует несколько способов возбуждения генераторов, а именно:

• самостоятельно – с помощью аккумулятора;
• от возбудителя — с помощью дополнительного генератора, установленного на оси;
• за счет самовозбуждения — собственный выпрямленный ток.

Это также включает магнитное возбуждение, обеспечиваемое магнитами постоянного характера.

Схемы трехфазных цепей

Обмотки генератора или трансформатора в трехфазных цепях могут быть соединены по двум схемам:

• звезда;
• треугольник.

Соединения выполняются на клеммной колодке (отверстии) прибора или трансформатора, куда выводятся концы обмоток.

Перемычка обмоток

Подключение нагрузки к генератору (трансформатору) может быть выполнено по следующим схемам:

• соединение «звезда-звезда» с использованием нулевого проводника;
• соединение звезда-звезда без использования нулевого провода;
• соединение звезда-треугольник»;
• схема треугольник-треугольник»;
• соединение треугольник-звезда».

Обратите внимание на следующее! Такое разнообразие схем связано с тем, что собственные обмотки генератора и собственные обмотки нагрузки могут быть соединены вместе по-разному. При разных видах сопряжения достигаются разные соответствия между фазовыми и линейными величинами.

Подключение можно произвести на заводе при сборке генератора, остальные концы обмоток уже выведены на место подключения питающего кабеля. Информация о принципиальной схеме обмоток нанесена на табличке, прикрепленной к статору машины.

На электродвигателях, трансформаторах или других потребителях также производят необходимые манипуляции по смене проводов обмоток. На картинке ниже концы обмоток соединены перемычкой, отмеченной красным маркером. Синий маркер — фазы питания.

Соединения на бурильном двигателе

Соединение звездой

Буквенное обозначение начала обмоток — «А», «В», «С», концов — «Х», «У», «З». Нулевая точка отмечена как «О». Каждая обмотка имеет два конца. При соединении в «звезду» все три одноименных (начало) вывода обмотки соединяются друг с другом в одной точке «О». К свободным концам подключается нагрузка.

Схема соединения обмоток «звездой»

Соединение треугольником

При выполнении этого соединения на дрель ставятся перемычки, включая обмотки в следующей последовательности:

• конец «А» — с началом «Б»;
• конец «В» — с началом «С»;
• конец «С» — с началом «А».

Графическое изображение катушек выглядит как треугольник, отсюда и название.

Когда хотят использовать подключаемый асинхронный двигатель с максимальным КПД, обмотки соединяют в треугольник. В этом случае фазные напряжения одинаковы (Uл = Uф), линейный ток будет рассчитываться по формуле:

Ил = √3 * Если.

При подключении двигателя в качестве нагрузки необходимо учитывать ряд нюансов:

• достигается увеличение мощности в 1,5 раза;
• значение пускового тока увеличивается, по сравнению с рабочим током в 7 раз из-за затрудненного пуска;
• резкое увеличение нагрузки на валу электрической машины приведет к резкому увеличению тока.

Из-за всего этого есть риск перегрева машины, чего не происходит при соединении обмоток нагрузки по схеме «звезда». Там двигатель не настроен на перегрев, а пуск осуществляется плавно.

Включаем обмотки по схеме «треугольник

При двух типах включения обмотки различают и определяют два вида токов: линейные и фазные. Различия легко запомнить:

• ток, протекающий по проводнику, соединяющему источник с приемником, называется линейным;
• ток, движущийся по обмоткам источника или нагрузки, называется фазным током.

Стоит обратить внимание на формулы мощности для различных схем подключения источника к нагрузке.

Текущая мощность в схеме «звезда» определяется по формуле:

P = 3*Uf*If*cosϕ = √3*Ul*Il*cosϕ,

куда:

• Uф — фазное напряжение;
• Ul — линейное напряжение;
• Iф — фазный ток;
• Iл — линейный ток;
• cosϕ — фазовый сдвиг.

Текущая мощность в схеме «треугольник» рассчитывается по формуле:

P = 3* Uf* If*cosϕ = √3*Ul*Il*cosϕ.

К вашему сведению. Необходимо учитывать линейные и фазные токи при несимметричной нагрузке генератора (источника) при подключении нагрузки.

Соединения в трехфазной цепи

Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях

Следующий параметр, требующий внимательного рассмотрения, – это напряжение. Так же, как и токи, напряжение в данном случае фазное и линейное. Чтобы разница была более наглядной, лучше всего рассмотреть графическое представление векторов напряжения (фаз). Уже известно, что они размещены под углом 1200. Это угол между обмотками трехфазного генератора.

Сохраняя наклон вектора Ub, он откладывается (путем смены знака) от точки, где заканчивается вектор Ua. Так из полученной векторной диаграммы видно, что линейный вектор напряжения Ul равен расстоянию между начальной точкой вектора напряжения Ua и конечной точкой вектора напряжения Ub.

Заметно, что линейный вектор напряжения превышает фазное напряжение. Насколько велика эта разница, можно определить по формуле:

Ул = 2*Uа*sin600.

Поскольку sin600= √3/2, формула имеет вид:

Uл = √3 * Uа = 1,73 * Uа.

Итак, Uл = 1,73*Uф

При практических измерениях параметров напряжения фазное напряжение измеряют касанием щупов тестера к фазному и нулевому проводникам. Линейное значение необходимо измерять касанием щупов двух фазных проводников.

Подключение нагрузки к источнику в трехфазной цепи может осуществляться как по трем проводам, без нулевого проводника, так и с его использованием. Все зависит от типа нейтрали в сети. В сетях с глухозаземленной нейтралью нулевой провод служит для предотвращения перекоса фаз.

Кроме того, он используется в схемах защиты от пробоя изоляции на корпусе оборудования. Это позволяет инициировать остановку безопасности или выполнить операцию безопасности.

Сети с изолированной нейтралью прекрасно работают на трехфазных линиях. Соединения этого типа исключают одновременное использование как фазного, так и линейного напряжения. При таком расположении есть риск поражения электрическим током при пробое изоляции.

Отличия от однофазного тока

Как правило, в многоквартирные дома подается трехфазный переменный ток. Это связано с подключением большого количества однофазных нагрузок. В этом случае можно равномерно загрузить каждую фазу цепи подстанции. Это предотвратит искажение интерфейсных и фазных напряжений.

Основные отличия, по сравнению с однофазным током, заключаются в следующем плане:

• напряжение сети не рассчитано на питание однофазных потребителей;
• значение мощности нагрузки зависит от сечения питающего кабеля;
• возможность включения в сеть трехфазных потребителей;
• допустимость переключения однофазного потребителя на другую фазу.

В связи с этим использование трехфазного тока более эффективно в производстве.

Важно! Стоимость оборудования, кабельной продукции, электроэнергии, измерительных приборов при подключении к установке напряжения 380 В значительно выше, чем для однофазной сети.

Какой вариант тока выбрать, трехфазный или однофазный, решать домовладельцу. Особенно это касается больших частных домов, где современное электрооборудование требует наличия всех трех фаз. Затраты на подвод 3-х фазного питания и установку измерительной станции с лихвой окупят себя при возможности использования на приусадебном участке трехфазных потребителей.